М.: Физматлит, 2013. — 256 с.: ил. — ISBN 978-5-9221-1520-9.
В монографии представлены обобщенные результаты теоретических и
экспериментальных исследований взаимодействия лазерного излучения с
металлами при лазерной резке листовых материалов. Внимание уделено
построению физико-математических моделей с учетом многообразия
теплофизических процессов, главными из которых являются нагрев,
плавление и удаление продуктов газовой струей.
Предложена вычислительная технология моделирования пространственных
струйных течений рабочего газа, имеющих место при лазерной резке
толстолистовых материалов. Представлены оригинальные результаты
наблюдения и визуализации процессов внутри лазерного реза в
лабораторных условиях. Описаны результаты экспериментальных
исследований, выполненных на автоматизированном лазерном
технологическом комплексе ИТПМ СО РАН по лазерной резке толстых
листов нержавеющей, малоуглеродистой сталей и титана.
Для специалистов в области лазерной обработки конструкционных
материалов, а также для аспирантов, магистрантов и студентов
университетов.
Оглавление
Введение
Мощные индустриальные лазеры и технологические лазерные комплексы на их основе
Физические основы мощных технологических лазеров
Типы индустриальных лазеров и области их применения
Технологические процессы лазерной обработки материалов
Автоматизированные лазерные технологические комплексы для обработки материалов
Теория разрушения металлических материалов под действием лазерного излучения
Особенности лазерной резки конструкционных материалов на автоматизированных установках
Процессы, сопровождающие лазерную резку материалов, простейшие оценки и балансовые соотношения
Сопряженные задачи MCC при взаимодействии лазерного излучения с поверхностью материала
Исследование влияния характеристик лазерного излучения на форму и глубину разрушения поверхности при лазерном воздействии
Численный анализ влияния многократного отражения и поглощения лазерного излучения на форму поверхности разрушаемого материала
Методы математического моделирования газодинамических процессов при лазерной резке металлов
Проботемы газовой динамики лазерной резки тол стол истовых материалов
Математическая постановка задачи для внешнего и внутреннего течений газа, полные трехмерные уравнения Навье-Стокса
Метод численного решения и описание алгоритма
Тестовые расчеты
Экспериментальное моделирование и методы регистрации динамики струйных течений газа внутри узкого канала
Методы диагностики газовых потоков и постановка задачи их регистрации
Лабораторная модельная установка и методика визуализации течений газа в канале геометрически подобном лазерному резу
Визуализация сверхзвуковых и дозвуковых течений газа в узком плоском канале
Численное моделирование струйных течений вспомогательных и рабочих газов при лазерной резке металлов
Отрывные течения нейтрального или инертного газа применительно к резке нержавеющей стали
Дозвуковые течения активного газа кислорода применительно к лазерной резке низколегированной стали
Газодинамика гибридной кислородной резки с поддержкой лазерного излучения
Параметризация гибридной кислородно-лазерной резки толстолистовой стали
Моделирование и визуализация процессов лазерной резки на лабораторной установке
Описание общего подхода к лабораторному моделированию и прямой регистрации процессов в канале лазерного реза
Визуализации процессов плавления, течения и удаления расплава парафина внутри плоского канала
Модели течения и разрушения жидкой пленки с образованием капель
Визуализация лазерной резки легкоплавкого сплава Розе
Анализ влияния окисления на эффективность кислородной лазерной резки малоуглеродистых и низколегированных сталей
Лазерно-индуцированное горение железа в потоке кислорода и образование шероховатости
Физико-химическая модель окисления конструкционной стали под действием лазерного излучения
Анализ наблюдаемых закономерностей образования шероховатости при лазерной резке малоуглеродистой стали с кислородоме
Математическое моделирование образования шероховатости за счет циклов лазерно-индуцированного горения железа в потоке кислорода
Основные уравнения и математическая постановка задачи
Разностный метод решения и описание алгоритма
Численное моделирование образования борозд шероховатости при кислородной лазерной резке малоуглеродистой стали
Основные условные обозначения
Список литературы
Введение
Мощные индустриальные лазеры и технологические лазерные комплексы на их основе
Физические основы мощных технологических лазеров
Типы индустриальных лазеров и области их применения
Технологические процессы лазерной обработки материалов
Автоматизированные лазерные технологические комплексы для обработки материалов
Теория разрушения металлических материалов под действием лазерного излучения
Особенности лазерной резки конструкционных материалов на автоматизированных установках
Процессы, сопровождающие лазерную резку материалов, простейшие оценки и балансовые соотношения
Сопряженные задачи MCC при взаимодействии лазерного излучения с поверхностью материала
Исследование влияния характеристик лазерного излучения на форму и глубину разрушения поверхности при лазерном воздействии
Численный анализ влияния многократного отражения и поглощения лазерного излучения на форму поверхности разрушаемого материала
Методы математического моделирования газодинамических процессов при лазерной резке металлов
Проботемы газовой динамики лазерной резки тол стол истовых материалов
Математическая постановка задачи для внешнего и внутреннего течений газа, полные трехмерные уравнения Навье-Стокса
Метод численного решения и описание алгоритма
Тестовые расчеты
Экспериментальное моделирование и методы регистрации динамики струйных течений газа внутри узкого канала
Методы диагностики газовых потоков и постановка задачи их регистрации
Лабораторная модельная установка и методика визуализации течений газа в канале геометрически подобном лазерному резу
Визуализация сверхзвуковых и дозвуковых течений газа в узком плоском канале
Численное моделирование струйных течений вспомогательных и рабочих газов при лазерной резке металлов
Отрывные течения нейтрального или инертного газа применительно к резке нержавеющей стали
Дозвуковые течения активного газа кислорода применительно к лазерной резке низколегированной стали
Газодинамика гибридной кислородной резки с поддержкой лазерного излучения
Параметризация гибридной кислородно-лазерной резки толстолистовой стали
Моделирование и визуализация процессов лазерной резки на лабораторной установке
Описание общего подхода к лабораторному моделированию и прямой регистрации процессов в канале лазерного реза
Визуализации процессов плавления, течения и удаления расплава парафина внутри плоского канала
Модели течения и разрушения жидкой пленки с образованием капель
Визуализация лазерной резки легкоплавкого сплава Розе
Анализ влияния окисления на эффективность кислородной лазерной резки малоуглеродистых и низколегированных сталей
Лазерно-индуцированное горение железа в потоке кислорода и образование шероховатости
Физико-химическая модель окисления конструкционной стали под действием лазерного излучения
Анализ наблюдаемых закономерностей образования шероховатости при лазерной резке малоуглеродистой стали с кислородоме
Математическое моделирование образования шероховатости за счет циклов лазерно-индуцированного горения железа в потоке кислорода
Основные уравнения и математическая постановка задачи
Разностный метод решения и описание алгоритма
Численное моделирование образования борозд шероховатости при кислородной лазерной резке малоуглеродистой стали
Основные условные обозначения
Список литературы